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FRENTE 1 – FÍSICO-QUÍMICA
2. Considere clorofórmio, etanol e água, todos líquidos, à temperatura
ambiente. A dependência das pressões de vapor dos três líquidos em
função da temperatura é mostrada no gráfico a seguir.
MÓDULO 28
PROPRIEDADES COLIGATIVAS:
PRESSÃO DE VAPOR
clorofórmio
água
pressão (mmHg)
1000
1. (UFU) – O gráfico a seguir relaciona as pressões máximas de vapor
e a temperatura para o éter etílico, álcool etílico e água. Em nível do mar,
onde a pressão atmosférica é igual a 760 mmHg, sabe-se que os pontos
de ebulição para o éter etílico, álcool etílico e água são 34,6°C; 78,3°C
e 100°C, respectivamente.
Pressão Máxima de Vapor (mmHg)
etanol
800
600
400
200
0
0
800
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
temperatura (°C)
700
600
Álcool
etílico
Éter etílico
500
400
300
Água
200
100
0
0
20
40
60
80
100
Temperatura (graus Celsius)
Em relação a esse assunto, é incorreto afirmar que:
a) o álcool etílico encontra-se no estado líquido sob pressão de
760 mmHg e sob temperaturas menores que 78,3°C.
b) o aumento da temperatura acarreta um aumento na pressão de
vapor para os líquidos exemplificados.
c) o éter e o mais volátil dessas substâncias, pois apresenta maior
pressão de vapor devido a suas interações intermoleculares serem
mais fortes.
d) a pressão máxima de vapor de uma substância, em uma mesma
temperatura, não depende do volume dessa substância.
A leitura dos dados permite afirmar:
a) Na temperatura de 60ºC, o etanol é o líquido que apresenta maior
pressão de vapor.
b) As forças de atração intermoleculares dos líquidos aumentam na
seguinte ordem: clorofórmio < água < etanol.
c) Com os dados do gráfico, pode-se afirmar que, sob uma mesma
pressão, o ponto de ebulição do etanol é menor do que o do
clorofórmio.
d) Na pressão de 800 mmHg e temperatura de 90ºC, a água é a única
substância no estado líquido.
e) O gráfico estabelece uma relação inversamente proporcional da
temperatura com a pressão máxima de vapor.
RESOLUÇÃO:
A PMV é diretamente proporcional à temperatura. O líquido mais
volátil é o clorofórmio, pois suas moléculas estabelecem forças
intermoleculares menos intensas, enquanto a água é o menos
volátil, pois estabelece forças mais intensas do tipo ligação de
hidrogênio. A 800 mmHg e temperatura de 90ºC, o único ponto de
ebulição que não foi atingido é o da água, portanto ela se encontra
no estado líquido, enquanto o clorofórmio e o etanol já são
gasosos.
Resposta: D
QUÍMICA BDE
RESOLUÇÃO:
O éter é o mais volátil dessas substâncias, pois apresenta maior
pressão de vapor devido a suas interações intermoleculares serem
mais fracas.
Resposta: C
– 89
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3. (UNESP-SP) – Comparando duas panelas, simultaneamente sobre
dois queimadores iguais de um mesmo fogão, observa-se que a pressão
dos gases sobre a água fervente na panela de pressão fechada é maior
que aquela sobre a água fervente numa panela aberta. Nessa situação,
e se elas contêm exatamente as mesmas quantidades de todos os
ingredientes, podemos afirmar que, comparando com o que ocorre na
panela aberta, o tempo de cozimento na panela de pressão fechada será
a) menor, pois a temperatura de ebulição será menor.
b) menor, pois a temperatura de ebulição será maior.
c) menor, pois a temperatura de ebulição não varia com a pressão.
d) igual, pois a temperatura de ebulição independe da pressão.
e) maior, pois a pressão será maior.
RESOLUÇÃO:
MÓDULO 29
EFEITOS COLIGATIVOS: TONOSCOPIA,
CRIOSCOPIA E EBULIOSCOPIA
1. (MACKENZIE-SP) – Em um laboratório, são preparadas três
soluções A, B e C, contendo todas elas a mesma quantidade de um
único solvente e cada uma delas, diferentes quantidades de um único
soluto não volátil.
Considerando que as quantidades de soluto, totalmente dissolvidas no
solvente, em A, B e C, sejam crescentes, a partir do gráfico abaixo, que
mostra a variação da pressão de vapor para cada uma das soluções em
função da temperatura, é correto afirmar que, a uma dada temperatura
“T”,
Pressão de vapor (mmHg)
I
II
III
Como a pressão interna na panela de pressão é maior, a
temperatura de ebulição da água será maior, portanto o tempo de
cozimento na panela de pressão fechada será menor. Quanto maior
a temperatura, maior a velocidade de cozimento.
Resposta: B
T
Temperatura (°C)
a) a solução C corresponde à curva I, pois quanto maior a quantidade
de soluto não volátil dissolvido em um solvente, menor é a pressão
de vapor dessa solução.
b) a solução A corresponde à curva III, pois quanto menor a quantidade
de soluto não volátil dissolvido em um solvente, maior é a pressão
de vapor dessa solução.
c) as soluções A, B e C correspondem respectivamente às curvas III,
II e I, pois quanto maior a quantidade de um soluto não volátil
dissolvido em um solvente, maior a pressão de vapor da solução.
d) as soluções A, B e C correspondem respectivamente às curvas I, II
e III, pois quanto menor a quantidade de um soluto não volátil
dissolvido em um solvente, maior a pressão de vapor da solução.
e) a solução B é a mais volátil, que é representada pela curva II.
QUÍMICA BDE
RESOLUÇÃO:
As soluções A, B e C correspondem respectivamente às curvas I, II
e III, pois quanto menor a quantidade de um soluto não volátil
dissolvido em um solvente, maior a pressão de vapor da solução.
A solução A (curva I) é a mais volátil.
Resposta: D
90 –
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Volume de
água (L)
Soluto
Quantidade de matéria
Temperatura
de soluto (mol)
de ebulição (°C)
1
––
––
100,00
1
NaCl
0,5
100,50
1
NaCl
1,0
101,00
1
sacarose
0,5
100,25
1
CaCl2
0,5
100,75
Dois novos experimentos foram realizados, adicionando-se 1 mol de
Na2SO4 a 1 Lde água (experimento A) e 1,0 mol de glicose a 0,5 L de
água (experimento B). Considere que os resultados desses novos
experimentos tenham sido consistentes com os experimentos descritos
na tabela. Assim sendo, as temperaturas de ebulição da água, em °C,
nas soluções dos experimentos A e B, foram, respectivamente, de
a) 100,25 e 100,25.
b) 100,75 e 100,25.
c) 100,75 e 100,50.
d) 101,50 e 101,00.
e) 101,50 e 100,50.
RESOLUÇÃO:
Podemos tirar a seguinte regularidade:
Cada 0,5 mol de partículas dissolvidas em 1 litro de água aumenta
a temperatura de ebulição do solvente em 0,25°C.
Experimento A:
Foi adicionado 1,0 mol de Na2SO4 (Na2SO4 → 2 Na+ + SO24 – ), o que
implica 3 x 1,0 mol de partículas em 1 L de água.
0,5 mol de partículas ⎯⎯⎯⎯ 0,25°C
3 mol de partículas ⎯⎯⎯⎯ x
x = 1,50°C
A temperatura de ebulição da solução A será:
(100,00 + 1,50)°C = 101,50°C
Experimento B:
Foi adicionado 1,0 mol de glicose (composto molecular) em 0,5 L de
água.
1,0 mol ⎯⎯⎯⎯ 0,5 L de água
y ⎯⎯⎯⎯ 1,0 L de água
y = 2,0 mol de partículas em 1 L de água
0,5 mol de partículas ⎯⎯⎯⎯ 0,25°C
2,0 mol de partículas ⎯⎯⎯⎯ z
z = 1,00°C
A temperatura de ebulição da solução B será:
(100,00 + 1,00)°C = 101,00°C.
Resposta: D
3. (UNIFESP) – Na figura, são apresentadas duas curvas que expressam a relação entre a pressão de vapor de dois líquidos, A e B, e a
temperatura. Um deles é uma solução aquosa de sacarose 1,0 mol/L e
o outro, água destilada.
Pressão (atm)
A
1,0
B
Temperatura (°C)
Considerando-se o comportamento da pressão de vapor em relação à
temperatura de um terceiro líquido, C, uma solução aquosa de nitrato de
alumínio, Al (NO3)3, 0,5 mol/L e das curvas A e B, são feitas as seguintes
afirmações:
I. A curva da solução C deve-se posicionar à esquerda da curva A.
II. A temperatura de ebulição do líquido A é menor que a temperatura
de ebulição do líquido B.
III. A solução C deve apresentar maior pressão de vapor que o líquido B.
IV. O líquido A é água destilada.
É correto apenas o que se afirma em
a) I e III.
b) III e IV.
d) II e IV.
e) I e IV.
c) II e III.
RESOLUÇÃO:
Cálculo do número de partículas dispersas:
* Sacarose
C12H22O11(s) → C12H22O11 (aq)
1,0 mol/L
* Nitrato de alumínio
Al (NO3)3 (s) → Al 3+ (aq) + 3 NO–3 (aq)
4 x 0,5 mol/L
Quando se adiciona um soluto não volátil a um solvente, a pressão
de vapor do solvente diminui e o ponto de ebulição aumenta.
QUÍMICA BDE
2. (FUVEST-SP – 2014) – A adição de um soluto à água altera a
temperatura de ebulição desse solvente. Para quantificar essa variação
em função da concentração e da natureza do soluto, foram feitos
experimentos, cujos resultados são apresentados abaixo. Analisando a
tabela, observa-se que a variação de temperatura de ebulição é função
da concentração de moléculas ou íons de soluto dispersos na solução.
A: Água pura
B: Solução aquosa de sacarose
C: Solução aquosa de Al (NO3)3
Resposta: D
– 91
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MÓDULO 30
OSMOSE
3. (FUVEST-SP) – A porcentagem em massa de sais no sangue é de
aproximadamente 0,9%. Em um experimento, alguns glóbulos
vermelhos de uma amostra de sangue foram coletados e separados em
três grupos. Foram preparadas três soluções, identificadas por X, Y e Z,
cada qual com uma diferente concentração salina. A cada uma dessas
soluções foi adicionado um grupo de glóbulos vermelhos. Para cada
solução, acompanhou-se, ao longo do tempo, o volume de um glóbulo
vermelho, como mostra o gráfico.
Descoberta nova técnica para dessalinização da água
Cientistas desenvolveram um novo método de dessalinização da água
que, além de eficiente, pode funcionar utilizando calor normalmente
desperdiçado em outros processos industriais. Os pesquisadores criaram uma membrana com poros ultrafinos, que permite a passagem da
água, mas retém o sal dissolvido. Aproveitando o calor desperdiçado em
outros processos industriais, ou mesmo a energia solar, a água salgada
é aquecida até evaporar. O vapor passa através dos poros da membrana,
condensando-se como água pura no outro lado e deixando o sal para trás.
“Nosso processo funciona bem com salmouras contendo concentrações
de sal acima de 5,5%”, afirma o cientista responsável pelo projeto.
(www.inovacaotecnologica.com.br. Adaptado.)
O processo de separação por membrana que faz funcionar essa
tecnologia de dessalinização da água é conhecido como
a) filtração.
b) destilação.
c) osmose.
d) peneiração.
e) desidratação.
RESOLUÇÃO:
O processo de separação por membrana que permite apenas a
passagem do solvente é a osmose.
Resposta: C
Volume do glóbulo vermelho
1. (UFABC-SP – MODELO ENEM)
solução X
solução Y
solução Z
Tempo
Com base nos resultados desse experimento, é correto afirmar que
a) a porcentagem em massa de sal, na solução Z, é menor do que
0,9%.
b) a porcentagem em massa de sal é maior na solução Y do que na
solução X.
c) a solução Y e a água destilada são isotônicas.
d) a solução X e o sangue são isotônicos.
e) a adição de mais sal à solução Z fará com que ela e a solução X
fiquem isotônicas.
RESOLUÇÃO:
2. Calcular a pressão osmótica, em atm, de uma solução 0,1 mol/L de
glicose a 27°C.
atm . L
Dado: R = 0,082 –––––––
mol . K
RESOLUÇÃO:
glicose (s) ⎯⎯⎯→ glicose (aq)
0,1 mol
0,1 mol
M = 0,1 mol/L
QUÍMICA BDE
mol
atm . L
π = M R T ∴ π = 0,1 –––– . 0,082 –––––––– . 300K
L
K . mol
π = 2,46 atm
92 –
A solução X é hipotônica com relação ao interior da hemácia
causando aumento de volume do glóbulo vermelho.
A solução Y mostrou-se isotônica com relação ao interior da célula,
logo o volume desta permanece constante.
A solução Z apresentou-se hipertônica com relação ao interior da
hemácia, explicando a saída de solvente e consequente diminuição
de volume do glóbulo vermelho.
Conclui-se, portanto, que a porcentagem em massa de sais é maior
em Y do que em X.
Resposta: B
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FRENTE 2 – QUÍMICA ORGÂNICA, QUÍMICA GERAL E INORGÂNICA
2. (PUC-SP) – Os polímeros fazem, cada vez mais, parte do nosso
cotidiano, estando presentes nos mais diversos materiais. Entre os
polímeros mais comuns, podem-se citar:
MÓDULO 28
POLÍMEROS
• Teflon – Polímero de adição, extremamente inerte, praticamente
insolúvel em todos os solventes. Usado em revestimento de panelas e
roupas de astronautas.
1. (FUVEST-SP) – Alguns polímeros biodegradáveis são utilizados em
fios de sutura cirúrgica, para regiões internas do corpo, pois não são
tóxicos e são reabsorvidos pelo organismo. Um desses materiais é um
copolímero de condensação que pode ser representado por
• Náilon – Forma uma fibra muito resistente à tração, devido às ligações
de hidrogênio que ocorrem entre suas moléculas. É usado como fibra
têxtil.
• Polietileno – Polímero formado por reação de adição. Principal
componente de sacos e sacolas plásticas. Pode ser reaproveitado ou
usado como combustível.
O
CH2
O
O
C
C
CH
O
CH3
• PET – É um poliéster. Material das garrafas plásticas de refrigerante,
está presente em muitas outras aplicações, como filmes fotográficos.
n
Entre os seguintes compostos,
I
II
CH2
CO2H
HO
CH2
CO2H
CO2H
CH
CH
CO2H
II)
CH2
HO
CH3
O
O
O
—C
C — O — CH2 — CH2 — O —
n
O
III) — C — (CH2)4 — C — N — (CH2)6 — N —
os que dão origem ao copolímero citado são
a) I e III
b) II e III
c) III e IV
d) I e II
e) II e IV
RESOLUÇÃO:
Os compostos que dão origem ao copolímero são I e III.
H n
F
IV) — C — C —
F
F n
——
——
C
C
+n HO
OH
CH
—
CH2
H
F
O
O
n HO
— CH2 — CH2 —
n
I)
CO2H
IV
HO
CH
CH2
HO
III
As fórmulas estruturais desses quatro polímeros estão, não respectivamente, representadas a seguir.
OH
OH
A alternativa que relaciona corretamente os polímeros descritos com as
fórmulas estruturais representadas é
I
—
—
冤
CH2
C
CH
—
O
C
O
—
—
冤
O
O
CH3
Resposta: A
+ 2 n H2O
n
II
III
IV
a)
polietileno
PET
náilon
Teflon
b)
Teflon
polietileno
PET
náilon
c)
PET
náilon
polietileno
Teflon
d)
PET
Teflon
náilon
polietileno
e)
polietileno
PET
Teflon
náilon
– 93
QUÍMICA BDE
CH3
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RESOLUÇÃO:
—
( CH2 — CH2—
)n corresponde ao polietileno.
I)
II)
O
O
||
||
—
(C
)
C — O — CH2 — CH2 — O —
n corresponde ao
PET (poliéster).
III)
O
O
||
||
H
H
corresponde ao náilon (poliamida).
III)
F
|
|
—
( C—C —
)n
| |
Polímero II
Polímero III
a)
água
n-hexano
água
b)
n-hexano
água
n-hexano
c)
n-hexano
água
água
d)
água
água
n-hexano
e)
água
n-hexano
n-hexano
RESOLUÇÃO:
Os polímeros I e III são polares e apresentam em suas estruturas
grupos hidroxila (— OH) que estabelecem pontes de hidrogênio
(ligações de hidrogênio) com a água (polar). Logo, a água seria o
solvente adequado. O polímero II é um hidrocarboneto (apolar),
portanto é solubilizado no n-hexano (apolar).
Resposta: A
—
( C — (CH2)4 — C — N| — (CH2)6 — N| —
)n
F
Polímero I
corresponde ao teflon.
F
F
Resposta: A
MÓDULO 29
3. (FUVEST-SP – 2013) – Um funcionário de uma empresa ficou
encarregado de remover resíduos de diferentes polímeros que estavam
aderidos a diversas peças. Após alguma investigação, o funcionário
classificou as peças em três grupos, conforme o polímero aderido a cada
uma. As fórmulas estruturais de cada um desses polímeros são as
seguintes:
COOH
O
OH
COOH
O
OH
HO
O CH2
O O
HO HO
OH
HO
OH HO
CH2
HO
Polímero I
O CH2
O O
HO HO
OH
CH2
CH2
OH HO
O O
CH2
OH
HO
O O
OH
OH
O O
O O
OH
OH
OH
OH
Polímero II
CH3
CH2
C
n
CH
CH2
n
Polímero III
QUÍMICA BDE
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
n
Para remover os resíduos de polímero das peças, o funcionário
dispunha de apenas dois solventes: água e n-hexano. O funcionário
analisou as fórmulas estruturais dos três polímeros e procurou fazer a
correspondência entre cada polímero e o solvente mais adequado para
solubilizá-lo. A alternativa que representa corretamente essa
correspondência é:
94 –
LEIS DAS COMBINAÇÕES QUÍMICAS
1. (UNESP) – A Lei da Conservação da Massa, enunciada por Lavoisier
em 1774, é uma das leis mais importantes das transformações
químicas. Ela estabelece que, durante uma transformação química, a
soma das massas dos reagentes é igual à soma das massas dos
produtos. Esta lei pôde ser explicada, alguns anos mais tarde, pelo
modelo atômico de Dalton. Entre as ideias de Dalton, a que oferece a
explicação mais apropriada para a Lei da Conservação da Massa de
Lavoisier é a de que
a) os átomos não são criados, destruídos ou convertidos em outros
átomos durante uma transformação química.
b) os átomos são constituídos por 3 partículas fundamentais: prótons,
nêutrons e elétrons.
c) todos os átomos de um mesmo elemento são idênticos em todos os
aspectos de caracterização.
d) um elétron em um átomo pode ter somente certas quantidades
específicas de energia.
e) toda a matéria é composta de átomos.
RESOLUÇÃO:
A proposta ou a ideia de Dalton que é a mais apropriada para a Lei
da Conservação da Massa em uma reação química é que os átomos
não são criados, destruídos ou convertidos em outros átomos.
Assim, os átomos de cada elemento se conservam em uma reação;
consequentemente, a massa se conserva, pois a massa do sistema
é a soma das massas dos átomos.
Resposta: A
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2. Uma amostra contendo 1 mol de átomos de ferro em pó foi colocada
em um recipiente de porcelana, denominado cadinho. Em seguida, este
sistema foi fortemente aquecido na presença do ar atmosférico, e o
ferro, transformado em óxido de ferro sólido. A variação da massa do
sistema, nessa transformação, é representada pelo gráfico:
QUÍMICA DESCRITIVA: ATMOSFERA,
HIDROSFERA E LITOSFERA
b)
Massa
Massa
a)
MÓDULO 30
Tempo
Tempo
d)
x
eletrólise da
solução aquosa
sal
concentrada
Massa
HCl
gasoso
y
ácido
clorídrico
z
solução alcalina oxidante
(água sanitária)
Massa
c)
1. (FUVEST-SP) – Da água do mar, podem ser obtidas grandes quantidades de um sal que é a origem das seguintes transformações:
NaOH
em água
gordura
glicerina
W
em água
Tempo
Tempo
e)
Massa
Neste esquema, x, y, z e w representam:
RESOLUÇÃO:
A reação que ocorre é:
4 Fe (s) + 3 O2 (g) → 2 Fe2O3 (s)
Como o sistema é aberto, temos
massa medida do reagente (Fe(s)): m
massa medida do produto (Fe2O3(s)): m’
m’ > m, logo, com o tempo, a massa aumenta até estabilizar-se, ou
seja, ficar constante (término da reação).
Resposta: A
3. Dada a reação gasosa:
N2 + 3 H2 → 2 NH3, para a obtenção de 60 L de NH3, nas mesmas
condições de temperatura e pressão, serão necessários:
a) 60 L de N2
b) 60 L de H2
c) 30 L de H2
d) 30 L de N2
e) 30 L de N2 e 30 L de H2
RESOLUÇÃO:
De acordo com a Lei de Gay-Lussac, temos:
N2
+ 3 H2 → 2 NH3
↓
↓
↓
1V
3V
2V
x
y
60 L
x = 30 L de N2
Resposta: D
y
z
w
a)
oxigênio
cloro
hidrogênio
sabão
b)
sódio
oxigênio
dióxido de
carbono
triglicerídeo
c)
hidrogênio
cloro
água
sabão
d)
cloro
hidrogênio
água
carboidrato
cloro
dióxido de
carbono
triglicerídeo
e)
hidrogênio
RESOLUÇÃO:
Ácido clorídrico é uma solução aquosa de HCl:
z
H l (gasoso) ⎯⎯→ Ácido clorídrico
Podemos concluir que z é a substância água.
Para se obter HCl gasoso, devemos reagir H2 (g) com Cl2 (g):
H2 (g) + Cl2 (g) → 2 HCl (g)
Como a substância y reage com NaOH formando água sanitária
(solução aquosa de hipoclorito de sódio), podemos concluir que y é
a substância cloro.
Cl2 (g) + 2 NaOH (aq) → NaClO (aq) + NaCl (aq) + H2O (l)
y = 90 L de H2
Logo, a substância x é hidrogênio.
A saponificação da gordura com soda cáustica (NaOH) produz
sabão (sal de sódio de ácido graxo) e glicerina.
Substância w: sabão
A eletrólise em solução aquosa do cloreto de sódio produz H2 no
catodo, Cl2 no anodo e solução aquosa de NaOH.
Resposta: C
– 95
QUÍMICA BDE
Tempo
x
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3. (FATEC-SP – 2014) – Além do problema da escassez de água potável
em alguns pontos do planeta, a sociedade também enfrenta as
dificuldades de tratamento da água disponível, cada vez mais poluída.
Uma das etapas desse tratamento envolve a adição de compostos
químicos que possam facilitar a retirada de partículas suspensas na
água.
Os compostos adicionados reagem formando uma substância
gelatinosa, hidróxido de alumínio, que aglutina as partículas suspensas.
A seguir, temos a reação que representa o descrito:
3. (UNESP-SP) – O Brasil possui a maior reserva do mundo de
hematita (Fe2O3), minério do qual se extrai o ferro metálico, um
importante material usado em diversos setores, principalmente na
construção civil. O ferro-gusa é produzido em alto-forno conforme
esquema, usando-se carvão como reagente e combustível, e o oxigênio
do ar. Calcário (CaCO3) é adicionado para remover a areia, formando
silicato de cálcio.
3 Ca(OH)2 + Al2(SO4)3 → 3 CaSO4 + 2 Al(OH)3
A etapa descrita é denominada
a) filtração.
b) cloração.
d) destilação.
e) decantação.
c) floculação.
RESOLUÇÃO:
Uma das etapas do tratamento da água envolve a adição de
Ca(OH)2 e Al2(SO4)3. Esses dois compostos reagem formando uma
substância gelatinosa, Al(OH)3, que aglutina as partículas
suspensas que estão na água na sua superfície, formando flocos.
Essa etapa descrita é denominada floculação.
A decantação consiste na sedimentação desses flocos no fundo do
tanque.
Resposta: C
Reações no alto-forno (T = 1 600°C):
2 C (s) + O2 (g) → 2 CO (g)
Fe2O3 (s) + 3 CO (g) → 2 Fe (l) + 3 CO2 (g)
CaCO3 (s) + areia → escória (l) [CaSiO3 + CaO]
Números atômicos: C = 6, O = 8, Si =14, Fe = 26.
Quais são as duas propriedades intensivas do ferro e da escória que
permitem aplicar a técnica de separação dos componentes da mistura
bifásica? Quais os tipos de ligações químicas existentes no ferro e no
dióxido de carbono?
RESOLUÇÃO:
Propriedades intensivas são aquelas que não dependem da
quantidade de matéria.
No alto-forno, tanto a escória como o ferro retirados encontram-se
no estado líquido (fundidos).
Podemos citar como propriedade intensiva a densidade, uma vez
que a escória (menor densidade) flutua na superfície do ferro
fundido (maior densidade).
Outra propriedade intensiva é a solubilidade de um líquido no
outro. Trata-se de dois líquidos imiscíveis que formam um sistema
heterogêneo.
No dióxido de carbono no estado gasoso, os átomos se unem por
ligação covalente.
O=C=O
No ferro, os átomos se unem por ligação metálica (tanto no estado
sólido como no estado líquido). Temos íons positivos rodeados por
um mar de elétrons.
QUÍMICA BDE
96 –
C7_QUIMICA_BDE_ALICE_2014 24/06/14 17:23 Página 97
FRENTE 3 – FÍSICO-QUÍMICA
MÓDULO 28
TITULOMETRIA: ACIDIMETRIA, ALCALIMETRIA
2.
O peróxido de hidrogênio é comumente utilizado como
antisséptico e alvejante. Também pode ser empregado
em trabalhos de restauração de quadros enegrecidos e no clareamento
de dentes. Na presença de soluções ácidas de oxidantes, como o
permanganato de potássio, este óxido decompõe-se, conforme a
equação a seguir:
5 H2O2 (aq) + 2 KMnO4(aq) + 3 H2SO4 (aq) →
RESOLUÇÃO:
A equação química do processo:
2 NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2 H2O
2 mol ––––– 1 mol
nB ––––– nA
ROCHA-FILHO, R. C. R. SILVA, R. R.
Introdução aos Cálculos da Química. São Paulo: McGraw-Hill.
De acordo com a estequiometria da reação descrita, a quantidade de
permanganato de potássio necessária para reagir completamente com
20,0 mL de uma solução 0,1 mol/L de peróxido de hidrogênio é igual a
a) 2,0 . 100 mol.
b) 2,0 . 10–3 mol.
–1
c) 8,0 . 10 mol.
d) 8,0 . 10–4 mol.
–3
e) 5,0 . 10 mol.
RESOLUÇÃO:
2 nA = nB
Cálculo da quantidade em mols de H2O2 na solução:
2 . MAVA = MBVB
n
M = –––
V
2 . MA. 2,0 L = 0,8 mol/L . 5,0 L
MA = 1 mol/L
Resposta: E
n
0,1 mol/L = –––––––––––––
20,0 . 10–3 L
n = 2,0 . 10–3 mol
Cálculo da quantidade em mols de KMnO4:
5 H2O2 (aq) ––––––––– 2 KMnO4 (aq)
5 mol
2,0 .
10–3
–––––––––– 2 mol
mol ––––––––– x
x = 0,8 . 10–3 mol ∴ 8 . 10–4 mol
Resposta: D
QUÍMICA BDE
1. (MACKENZIE-SP) – Para neutralizar totalmente 2,0 L de solução
aquosa de ácido sulfúrico contidos em uma bateria, foram usados 5,0 L
de solução 0,8 mol/L de hidróxido de sódio. A concentração, em mol/L,
do ácido presente nessa solução é de
a) 5 mol/L
b) 4 mol/L
c) 3 mol/L
d) 2 mol/L
e) 1 mol/L
→ 5 O2 (g) + 2 MnSO4 (aq) + K2SO4 (aq) + 8 H2O (l)
– 97
C7_QUIMICA_BDE_ALICE_2014 24/06/14 17:23 Página 98
2. (PUC-SP) – Para neutralizar
de hidróxido de sódio foram
0,7 mol/L de ácido sulfúrico.
hidróxido de sódio é de
a) 30%.
b) 35%.
c)
completamente uma amostra de 4,0 g
necessários 50 mL de uma solução
O teor de pureza dessa amostra de
50%.
d) 70%.
0,050 L –––––––– x
∴ x = 0,035 mol
Equação química do processo:
2 NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2 H2O
2 mol –––––– 1 mol
x
–––––– 0,035 mol
x = 0,070 mol
Cálculo do teor de pureza da amostra de NaOH:
M(NaOH) = 40 g/mol
RADIOATIVIDADE
e) 100%.
RESOLUÇÃO:
Cálculo da quantidade em mols de H2SO4 que neutralizou 4,0 g de
NaOH impuro:
1 L –––––––– 0,7 mol
MÓDULO 29
1. (UNESP-SP) – Em 1896, o cientista francês Henri Becquerel guardou
uma amostra de óxido de urânio em uma gaveta que continha placas
fotográficas. Ele ficou surpreso ao constatar que o composto de urânio
havia escurecido as placas fotográficas. Becquerel percebeu que algum
tipo de radiação havia sido emitida pelo composto de urânio e chamou
o fenômeno de radioatividade. Os núcleos radioativos comumente
emitem três tipos de radiação: partículas α, partículas β e raios γ.
Essas três radiações são, respectivamente,
a) elétrons, fótons e nêutrons.
b) nêutrons, elétrons e fótons.
c) núcleos de hélio, elétrons e fótons.
d) núcleos de hélio, fótons e elétrons.
e) fótons, núcleos de hélio e elétrons.
1 mol ––––––– 40 g
0,070 mol ––––––– y
∴ y = 2,8 g
4,0 g ––––––– 100%
2,8 g ––––––– z
∴ z = 70%
RESOLUÇÃO:
Partículas α: formadas por dois prótons e dois nêutrons (núcleos de
hélio).
Partículas β: formadas por elétrons.
Raios γ: são ondas eletromagnéticas de alta energia (fótons).
Resposta: C
Resposta: D
2. (UNESP-SP) – Detectores de incêndio são dispositivos que disparam
um alarme no início de um incêndio. Um tipo de detector contém uma
quantidade mínima do elemento radioativo amerício-241. A radiação
emitida ioniza o ar dentro e ao redor do detector, tornando-o condutor de
eletricidade. Quando a fumaça entra no detector, o fluxo de corrente
elétrica é bloqueado, disparando o alarme. Este elemento se desintegra
de acordo com a equação a seguir:
241
Am
95
→ 237
Np + Z
93
Nessa equação, é correto afirmar que Z corresponde a
a) uma partícula alfa.
b) uma partícula beta.
c) radiação gama.
d) raios X.
e) dois prótons.
QUÍMICA BDE
RESOLUÇÃO:
A equação da transmutação fornecida é:
241
Am
95
→
237
Np
93
+ xyZ
241 = 237 + x ∴ x = 4
95 = 93 + y ∴ y = 2
A partícula alfa apresenta 2 prótons (Z = 2) e 2 nêutrons (A = 4).
Resposta: A
98 –
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3. (FGV-SP) – O isótopo de massa 226 do elemento químico rádio
(226
Ra)
88
é produzido naturalmente a partir do decaimento radioativo do
238
92
U. Os números de partículas alfa e beta emitidas para a obtenção de
um átomo de 226
Ra a partir do 238
U são, respectivamente,
88
92
a) 2 e 3.
b) 3 e 1.
c) 3 e 2.
d) 3 e 3.
e) 4 e 1.
RESOLUÇÃO:
A equação de decaimento radioativo do 238U é:
238
U ⎯→
92
226
4
2
Ra + x α + y
88
0
β
–1
2. (FUVEST-SP) – O isótopo 14 do carbono emite radiação β, sendo
que 1g de carbono de um vegetal vivo apresenta cerca de 900 decaimentos β por hora — valor que permanece constante, pois as plantas
absorvem continuamente novos átomos de 14C da atmosfera enquanto
estão vivas. Uma ferramenta de madeira, recolhida num sítio
arqueológico, apresentava 225 decaimentos β por hora por grama de
carbono. Assim sendo, essa ferramenta deve datar, aproximadamente,
de
a) 19 100 a.C.
b) 17 100 a.C.
c) 9 400 a.C.
d) 7 400 a.C.
e) 3 700 a.C.
Dado: tempo de meia-vida do 14C = 5 700 anos
Cálculos para determinar os valores de x e y:
238 = 226 + 4x + y(0) ⇒ x = 3
92 = 88 + 2x – y ⇒
y=2
Portanto, a equação balanceada será:
238
U ⎯→
92
226
4
2
Ra + 3 α + 2
88
0
β
–1
RESOLUÇÃO:
Enquanto o vegetal se encontra vivo, ocorre absorção de 14C, por
fotossíntese.
Quando ocorre a morte do vegetal, a quantidade de 14C decresce
devido ao decaimento radioativo representado pela equação
nuclear:
14 C
6
Resposta: C
→
0β
–1
+
14 N
7
Cálculo da idade da ferramenta de madeira:
MÓDULO 30
t1/2 = 5 700 anos
5 700 a
5 700 a
900 dec/h ⎯⎯⎯⎯⎯→ 450 dec/h ⎯⎯⎯⎯⎯→ 225 dec/h
RADIOATIVIDADE (CONTINUAÇÃO)
Tempo total: 11 400 anos = 2 t1/2
11 400 anos – 2011 anos = 9 389 a C
Aproxidamente, 9 400 a C
0
1. (FGV-SP) – O ítrio-90, meia-vida = 3 dias, emissor –1
β, é empregado
Resposta: C
como radiofármaco no tratamento de artrite reumatoide.
O percentual de Y-90, que permanece após 9 dias em que ele foi
empregado no paciente, e o produto de seu decaimento radioativo são,
respectivamente:
a) 12,5% e ítrio-89.
b) 12,5% e zircônio-90.
c) 12,5% e estrôncio-90.
d) 33% e estrôncio-90.
e) 33% e zircônio-90.
Dado: números atômicos: 39Y; 40Zr; 38Sr.
RESOLUÇÃO:
3 dias
3 dias
3 dias
100% ⎯⎯⎯→ 50% ⎯⎯⎯→ 25% ⎯⎯⎯→ 12,5%
90
Y
39
→
0
β
–1
+
90
Zr
40
QUÍMICA BDE
Resposta: B
– 99
C7_QUIMICA_BDE_ALICE_2014 24/06/14 17:23 Página 100
O texto seguinte refere-se a questão 3.
Deverá entrar em funcionamento em 2017, em Iperó, no interior de
São Paulo, o Reator Multipropósito Brasileiro (RMB), que será destinado
à produção de radioisótopos para radiofármacos e também para
produção de fontes radioativas usadas pelo Brasil em larga escala nas
áreas industrial e de pesquisas. Um exemplo da aplicação tecnológica de
radioisótopos são sensores contendo fonte de amerício-241, obtido
como produto de fissão. Ele decai para o radioisótopo neptúnio-237 e
emite um feixe de radiação. Fontes de amerício-241 são usadas como
indicadores de nível em tanques e fornos mesmo em ambiente de
intenso calor, como ocorre no interior dos alto fornos da Companhia
Siderúrgica Paulista (COSIPA).
A produção de combustível para os reatores nucleares de fissão envolve
o processo de transformação do composto sólido UO2 ao composto
gasoso UF6 por meio das etapas:
I. UO2 (s) + 4 HF (g) → UF4 (s) + 2 H2O (g)
II. UF4 (s) + F2 (g) → UF6 (g)
(Adaptado de www.brasil.gov.br/ciencia-e-tecnologia/2012/02/reatordeve-garantir-autossuficiencia-brasileira-em-radiofarmacosa-partir-de2017 e H. Barcelos de Oliveira, Tese de Doutorado,IPEN/CNEN, 2009,
in: www.pelicano.ipen.br)
3. (FGV-SP) – Considerando o tipo de reator mencionado no texto,
classifique cada uma das afirmações em V (verdadeira) ou F (falsa).
( )
No processo de fissão nuclear, o núcleo original quebra-se em
dois ou mais núcleos menores, e uma grande quantidade de
energia é liberada.
( )
Os núcleos que podem sofrer fissão são denominados
fissionáveis, e entre eles estão isótopos de urânio.
( )
No reator de fissão, ocorre uma reação em cadeia sustentada
por prótons produzidos na quebra do isótopo fissionável.
Assinale a classificação correta, de cima para baixo.
a) F, F, V.
b) F, V, V.
c) F, V, F.
d) V, V, F.
e) V, F, V.
RESOLUÇÃO:
(V) Fissão nuclear induzida
energia
núcleo maior
núcleos menores
QUÍMICA BDE
(V) 235U é fissionável
(F) No reator de fissão, ocorre uma reação em cadeia sustentada
por nêutrons produzidos na quebra do isótopo fissionável.
Resposta: D
100 –